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非金属材料发展前景(无机非金属材料新能源方向)

非金属材料发展前景(无机非金属材料新能源方向) 非金属矿产在新能源产业中的利用前景

   世界各国为了满足现代工农业及日常生活对能源的日益增长需求,除了继续大力勘查油气田及煤田资源外,还普遍重视开拓新能源,具体表现在积极开发一些非传统燃料资源诸如油页岩、泥炭等,以及利用诸如硼、次石墨岩、硅藻土、珍珠岩、膨润土和高岭土等直接或间接地制取燃料。

近年来,随着能源的日益短缺,泥炭作为一种能源受到了特别的重视并得到了广泛的应用。例如,苏联泥炭产量的3l%用于能源;爱尔兰、芬兰和西德泥炭产量的98%、88%和11%用于能源。据说以泥炭为燃料,平均3700kg泥炭(含水量50%)相当于1000kg石油的热值。因此,泥炭可以用来发电(例如,世界上有些国家用它作为发电厂燃料)和提取液态或气态的合成燃料。此外,泥炭还可以气化成新能源;分离出来的泥炭渣可以综合利用,因为它的热值等于工业原煤的一半,按比例用来烧红砖,可以大大节约燃料。

此外,值得指出的是,一些非金属矿产在扩大能源方面取得了明显的进展。

1天然沸石

鉴于沸石极端的非线性等温吸附性能,可以吸收和释放太阳辐射热。因此,沸石在利用太阳能方面有其独特之处。早在20世纪70年代初,美国就已经成功利用沸石储能和调温,制造出第一台太阳能制冷装置(即沸石制冷机)。一家加拿大公司建造了7座使用沸石储存能量的太阳能加热房屋,还设计了一种特殊的沸石系统来收集和储存生产过程中的废热能。一些欧洲国家使用沸石作为太阳能集热器,并在此基础上设置加热房屋温度、水和制冷装置。

为了使沸石在太阳能中的应用成为现实,美国还提出了太阳能储存和收集装置的专利技术。还有试制的沸石蓄热泵用于家庭供暖等。这些技术大多是基于沸石在湿空气体接触时容易吸热放热的原理。

硅藻土2

从专利文献内容来看,硅藻土多用于三个方面:固体燃料的制备、煤的品质转化和人体取暖的发热材料。

日本专利技术提出在泥炭中加入硅藻土、碳酸钠、地沟油、环烷酸、助燃剂制备固体燃料。这个过程解决了用泥煤制造家庭和工业燃料的问题。由于这种燃料的吸水率很小,克服了燃烧困难的问题,也解决了储存的问题,燃料的生产成本低。另一项日本专利介绍,硅藻土与造纸厂污泥、碳质材料、石膏等混合。然后压缩和干燥以生产含有有机工业废物的固体燃料。这项技术的优势在于变废为宝,即可以用工业废料制成廉价的固体燃料粉末。而且这种燃料热值高,容易点燃,硫化物等有害气体不会因为被硅藻土和粘土吸收而释放出来。

将日本硅藻土与二氧化硅、三氧化二铁和硝酸钠混合,在50℃下加热,将劣质煤或煤渣转化为优质煤。劣质煤热值低。经上述方法转化为优质煤后,热值可高达无烟煤,燃烧时间可保持较长时间(约13h),燃烧时产生的CO也很少。

为了解决日本冬季取暖的热能问题。专门设计制造的小型化学加热器和人体发热材料。例如,一项关于硅藻土、煤粉、还原铁等组成的加热材料的专利技术。已提出。将约8%的煅烧硅藻土、20%的硅藻土、4%的松散煤粉、2%的盐、19%的水和47%的还原铁混合,放入由纸制成的内袋中,然后用不透气的外袋覆盖。使用时,取出内袋摇动使其氧化发热。用作纸袋的纸张透气度为150-500,一般为300-400。这种发热材料具有发热快、持久的优点,能保持几个小时的适宜温度。它在储存过程中不会产生氢气,而且价格便宜,便于携带。

3珍珠岩

英国膨胀珍珠岩作为燃料载体或分散在凝胶液体燃料中分别制成可燃材料和可燃复合块。之所以使用膨胀珍珠岩,是因为在一定的燃烧时间内,膨胀珍珠岩可以减少燃料的需要量。此外,上述可燃复合块不含甲醛树脂,因此可以提供与白色点火器相同的燃烧特性。

高岭土和膨润土

这两种粘土在节能方面的利用特点是:一是作为蓄热材料;第二种是将热塑性废料以催化剂的形式转化为燃料。如日本在高岭土或膨润土中添加乙酸钠和乙酸镁制成供热系统用蓄热材料,具有良好的放热性能和制冷性能。又如日本的专利技术,在高岭土催化剂的存在下,通过干馏将热塑性废料转化为燃料,不仅变废为宝,还产生了新的燃料来源。此外,美国提出的利用膨润土和可溶于水的酸性聚合物作为烧烤燃料可燃碳块的专利技术,对充分发挥燃料能源也有一定意义。

用2 
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